传感器尺寸瓶颈将至,手机影像的未来突破口在哪里?

分类:评测 作者:陈小豆

23495 0 2021-9-24 11:24

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两天前的9月22日,时隔近一个半月后,荣耀再度为Magic3系列召开了一场发布会,不过并不是又推出了该系列的新型号,而是全新多主摄融合计算摄影技术。


在我看来,荣耀特意召开这样一场影像技术发布会,除了产品宣传本身需要之外,其实也是对手机摄影未来发展方向的一次全方位梳理。

传感器尺寸瓶颈将至,手机影像的未来突破口在哪里?


相比起使用繁琐且贵重的专业拍摄设备,手机在便携和易用方面的优势不言而喻,但受制于体积和硬件限制,手机的影像能力升级面临很大挑战。


此次荣耀Magic3系列所搭载的多主摄融合计算摄影技术,号称在硬件局限性下,为手机带来了专业拍摄效果的重要突破,它是怎么做到的?真实效果如何?这次我们使用荣耀Magic3 至臻版对它进行了深入体验。


与众不同的影像系统


之所以选择荣耀Magic3 至臻版,不仅是因为它的后置四摄在纸面参数上最好看,更重要的是,在我看来,荣耀Magic3 至臻版的这套后置四摄,可以说是目前为止在旗舰影像手机中最特别的。


主摄不用说了,5000万像素IMX700传感器,1/1.28英寸超大底,1.22μm大像素,不仅感光能力足够强,还可以像Dual PD技术那样,将一个像素点一分为二,并支持像素四合一。两种技术合二为一,意味着IMX700不管在像素聚合还是高分辨率输出的情况下,都具有全像素对焦的能力。


其他三摄呢?在荣耀Magic3 至臻版上,还齐聚了业界分辨率最高的潜望式长焦摄像头,支持3.5倍光学变焦、10倍混变以及最高100倍数字变焦。别忘了,同样是业界分辨率最高的超广角摄像头和黑白摄像头——三个6400万。

传感器尺寸瓶颈将至,手机影像的未来突破口在哪里?


目前旗舰影像手机的多摄系统基本都统一为主摄+超广角+长焦,而荣耀Magic3 至臻版不仅在此基础上带来了更高的像素,还增加了一颗黑白摄像头,还是一样的高像素,不可谓不特别了。那么黑白摄像头、超高像素究竟用意何为?


手机摄影早就过了唯像素论的时代,相信荣耀Magic3 至臻版这3个6400万像素摄像头,并不是单纯追求高像素,当它们共同与强悍的IMX700主摄相遇,足以为整体影像表现带来更多想象空间了。


真实表现什么水平?


实际上,正是依赖这四颗摄像头的协同,让Magic3 至臻版得以将荣耀这项全新的多主摄融合计算摄影技术发挥到极致。

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主摄逆光场景


首先是这张逆光照片说实话让有点我吃惊,在保留了高宽容度的基础上,同时具备了准确的曝光和明暗度。花朵以及整个场景的颜色自然舒适,与实际场景贴近,虚化的过渡也很自然。

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主摄夜景场景


夜景拍摄则更展现出了荣耀影像调校风格的转变,早前的荣耀手机在拍摄夜景以及颜色鲜艳物体时,会有比较夸张的色彩溢出。但是在此次拍摄的样张中,即使是在夜景模式加持下,色彩表现也干净许多,各种颜色和光线混杂,画面依然明亮且有充分的细节。


这里值得注意的是,为了让夜景照片在手机屏幕上一眼看去“很亮丽”,很多手机都存在一味拉升曝光的通病,这就导致当导出到电脑上时又会发现照片失真或噪点过高的问题。


而通过荣耀Magic3 至臻版的实拍样张可以看到,显示在大屏上时,成像噪点控制依然不错,尽可能还原真实光线条件的基础上,整体观感和谐,画面也很干净。


这样的效果,对于单反相机可能很容易,但对手机来说却是很大挑战。这也是为什么影像领域一直存在“底大一级压死人”的说法。


对于寸土寸金的手机空间而言,传感器尺寸升级与整机布局之间的矛盾无法完美平衡,硬件升级存在局限性,当荣耀Magic3 至臻版的主摄传感器尺寸已经达到1/1.28英寸,再想要通过增加传感器尺寸来提升成像质量已经很难了。

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这时候荣耀多主摄融合计算摄影技术便发挥作用了。


传统的手机多摄系统中,默认的就是广角主摄,主摄画面也是由该摄像头单独拍摄完成,但是以上我们用荣耀Magic3 至臻版拍摄的主摄画面,实际至少有两颗摄像头传感器参与其中,即IMX700彩色传感器+黑白传感器。彩色传感器提供曝光和色彩,高清黑白传感器提供纹理和细节。这也解答了开头高像素黑白摄像头有什么用的疑问。

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主摄极端光线场景


这张明暗对比强烈又有极端光线环境拍摄的样张,其实更能展现出彩色传感器+黑白传感器融合算法的作用,黑白传感器为暗处带来了高进光量,使画面展现了应有的纹理和细节,彩色传感器则重点着墨曝光和色彩还原,让这种极端暗光环境依然保持良好的清晰度和拍摄场景的真实还原。


和广角主摄相比,超广角则面临更大窘境。由于手机的空间有限,超广角传感器尺寸通常小于主摄,但却有着更大的画幅,导致超广角的解析力和细节表现和主摄差距很大。


荣耀通过彩色主摄+超广角相融合,突破了单个超广角传感器局限,用算力换画质。彩色主摄填充画面中间部分细节,中心清晰度提升80%,增强超广角照片画质,再通过智能平滑算法,让融合后的照片看起来浑然一体。

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超广角夜景场景


这样的多摄融合算法还有一点好处,那就是超广角的成像色彩与主摄保持了很高的一致性。6400万像素的潜望式长焦也是同理,并且画质表现还有惊喜。


在融合算法加持之下,彩色主摄会与潜望式长焦摄像头融合,通过长焦来增加主摄拍摄图片中间部分的清晰度,从而提高画质。

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3.5X变焦夜景场景


拍摄上面这组样张时,天气不是很好,有雾,但3.5X变焦下的成像依然清晰,夜景噪点控制到位,甚至还有清晰可见的纹理细节。同时可见,色彩表现与主摄、超广角都没有明显偏离,风格基本一致。


在提升手机画质方面,融合计算摄影大体上经历了三个阶段:第一阶段是单摄多帧融合,例如大名鼎鼎的谷歌HDR+。使用连拍多张相同曝光参数的照片,并选择其中一张作为参照帧,将其它照片向这张照片对齐并堆栈。这一思路后来便被广泛应用于夜景模式中。


第二阶段则是单一焦段的多摄融合,这时多摄已加入进来,不过主要还是为了改善长焦画质。典型的有OPPO的接力式混合变焦,华为P30的视场融合,把主摄多帧画面融合之后用算法裁切放大,再与长焦镜头相融合,实现单一场景的画质提升效果。


这次在荣耀Magic3 至臻版上体验的多主摄融合计算摄影,则可以看成是第三个阶段:从单一焦段的双摄融合,到全镜头参与全焦段的融合。通过软件融合算法将所有摄像头采集的信息都利用起来,让多颗摄像头参与到全焦段的成像当中,从而带来图像质量的提升。

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计算摄影的不谋而合


对于手机上的计算摄影,我们早就不陌生了,较早的先拍照后对焦、人像模式,到后来的AI场景识别,这些手机上常用的功能都是计算摄影的应用。


计算摄影就是融合AI算力,结合计算机视觉、计算机图形、图像处理技术等,配合手机的光学系统及传感系统,软硬件一体助力手机拍摄能力跃升。


单反相机虽然能提供较高的画质,但缺乏相关的算力,也不开放可供编程的底层,与之相反,智能手机则在计算摄影方面具有很大的潜力,同时又面临硬件上的局限性,因此计算摄影已成了公认的手机画质提升的重要途径和未来方向。


就拿最新iPhone 13系列来说,计算摄影也是其相机系统的重要突破方向。尤其是电影效果模式,可在拍摄视频时添加浅景深,并可主动在主体间智能判断并柔顺地转换镜头焦点,带来了专业影像设备通过光学结构,才能实现的焦点转换和浅景深效果。这些无不是计算摄影的功劳。


有意思的是,荣耀Magic 3系列也内置了电影模式,形式虽然不同,但都聚焦在电影级的视觉观感。

传感器尺寸瓶颈将至,手机影像的未来突破口在哪里?


荣耀Magic3系列预置8款由好莱坞调色师Bryan Mamahan针对Magic -log精心调制的3D LUT,同时支持AI影调推荐,通过智能匹配并推荐适合风格的LUT,小白用户也可随手拍出具有电影感的视频。



和大多数手机内置的色彩滤镜不同,3D LUT是目前大多数后期制作会经常使用到的一项技术,这是一种基于数学模型的底层调色,原理是通过控制Gama曲线中的RGB数值,来获得需要的色彩影调。LUT能更自由的控制范围和调整颜色,并确保不会影响图像精度。


事实上,近几年,安卓手机厂商在影像技术方面持续投入大量资金和研发,并且与多个老牌相机、镜头厂商进行合作,打造出了一套拥有强大参数的硬件系统,凭借硬件素质让安卓手机拥有了比肩iPhone的拍照性能。


但有一说一,在计算摄影方面,苹果仍然处于行业领先地位,而当我们现在谈及手机影像未来的时候,又欣喜的发现,计算摄影、电影模式,都同时被苹果和荣耀两个品牌重点宣传,对品牌方来说或许是“不谋而合”,对行业来说,其实正说明了手机影像的未来方向。

传感器尺寸瓶颈将至,手机影像的未来突破口在哪里?


随着手机影像技术的快速发展以及短视频拍摄需求的迸发,大部分消费者在选购手机时都会优先考虑影像实力出众的产品,针对用户的这一需求,荣耀推出全新的多主摄融合计算摄影技术,再一次用技术为市场展示其“专业级”的影像实力和魅力。


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